蓝宝石晶片与介质薄膜在光纤高温传感器中的应用

发布时间：2021-01-12 09:48

　　航空航天等相关领域的研究水平一直都是国家高精尖科研实力的体现,也是综合国力的最强展示。上述领域的诸多产品不仅关乎国家安全网络的构建、也在不断促进并反哺国民经济相关领域的快速发展。世界各国也都十分重视航空航天科技的发展,也在不断增加航空航天领域的投入。然而航天航空发动机、核爆试验的测试都是在很高的温度下进行的,测量难度很大,技术攻关难。航空航天的相关实验成本很高,为了减少成本风险,实验中的各种物理都要求精确测量,尤其是对温度测量的要求,目前还没有成熟的技术。光纤传感器具有稳定、安全、可靠、适应性强等优点,很适合特殊环境的传感,而且光纤传感器可以实现远距离的传输。光纤传感器的以上优点也使其成为高温传感的一种重要手段。本文分析了高温传感器的研究现状,初步提出将法布里-珀罗（F-P）结构应用于高温传感,结合蓝宝石光纤硬度大耐高温的特点,旨在将F-P型温度测量结构设计应用在蓝宝石光纤上,部分工作已经可以在蓝宝石光纤上实现。同时,针对蓝宝石光纤不具有包层（空气为包层）,光传输损耗大的特点,研究适合作为蓝宝石光纤包层的材料。主要的研究内容及成果如下:1.确定蓝宝石光纤端面的打磨工艺并根据蓝宝石贴片、... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

蓝宝石光纤空气F-P腔的制作过程

图 1-2 蓝宝石晶片贴片式高温探头结构图镀膜式高温探头：式的高温传感探头是在抛光的光纤的端面蒸发镀耐罗腔，连接到测试系统中，解析反射光谱，本实验O2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/Al2O3/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO中中间的 Al2O3膜层的厚度在微米级，作为法布里O2、SiO2作为增加前后具有较高反射的膜层，以及退度灵敏度。蒸发镀膜的高温探头示意图如下：图 1-3 法布里-珀罗光纤传感探头结构示意图

图 1-2 蓝宝石晶片贴片式高温探头结构图（3）蒸发镀膜式高温探头：蒸发镀膜式的高温传感探头是在抛光的光纤的端面蒸发镀耐高温材料法布里-珀罗腔，连接到测试系统中，解析反射光谱，本实验设计的镀 TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/Al2O3/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2的结构，其中中间的 Al2O3膜层的厚度在微米级，作为法布里-珀罗结构振腔，TiO2、SiO2作为增加前后具有较高反射的膜层，以及退火后在高定性和温度灵敏度。蒸发镀膜的高温探头示意图如下：

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蓝宝石晶片的光纤法布里-珀罗高温传感器[J]. 梁伟龙,周次明,范典,欧艺文,田涛,桂新旺,李岩.  光子学报. 2016(12)
[2]镁铝尖晶石粉体的制备与表征[J]. 武小娟,李俊寿,王明远,李苏.  功能材料. 2016(04)
[3]钽-氧化锆光纤黑体腔温度传感器特性参数测试[J]. 郝晓剑,桑涛,潘保武,周汉昌.  兵工学报. 2016(02)
[4]基于单模光纤偏芯结构的光纤干涉型高温传感器[J]. 王哲,张卫华,应泽胜.  天津理工大学学报. 2015(04)
[5]基于多模光纤的分布式喇曼测温系统[J]. 朱海鹏,金钟燮.  光子学报. 2015(01)
[6]高温退火制备再生光纤光栅的光谱重复性[J]. 王涛,何大伟,王永生,全雨,王鹏飞,尹泽霖.  光谱学与光谱分析. 2013(05)
[7]高温热电偶故障原因及处理[J]. 朱信华,刘全荣,井继琛.  石油化工自动化. 2012(01)
[8]光纤F-P传感低相干信号的小波提取研究[J]. 刘盾,江俊峰,刘铁根,刘琨,张以谟.  光电子.激光. 2012(01)
[9]高温光纤传感器传感头材料[J]. 魏林,王高,高志强,曾强,赵辉.  光电技术应用. 2011(02)
[10]基于蓝宝石光纤的黑体腔瞬态高温传感器设计[J]. 李伟,郝晓剑,周汉昌.  光电技术应用. 2010(05)

博士论文
[1]基于光纤光栅的新型传感技术和高温器件研究[D]. 高少锐.浙江大学 2014

硕士论文
[1]蓝宝石光纤黑体腔测温仪器设计及应用[D]. 郭伟平.中北大学 2014
[2]一种低成本高温FBG传感器的研究[D]. 柳阳.大连理工大学 2009
[3]基于FBG光纤光栅薄膜温度传感器的研究[D]. 王秋艳.湖南大学 2006



本文编号：2972633